• “简单”的无限魔方

    “简单”的无限魔方

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    无限立方体和二十面体总是引起我的注意。然而，由于框架相对复杂，它们似乎总是很难制作。然而，这个无限立方体有一个一体打印的框架。使构建比大多数其他项目更强大和更容易。选择立方体的尺寸，整个立方体只需要1M的LED灯条，保持低成本。我对这个项目的结果非常满意，希望你也喜欢它！

    第 1 步：材料/工具

    材料：

    • 1米 ws2812b 144LED/m IP30
    • 微控制器 (Arduino)
    • 6个有机玻璃方块（91*91*3mm）
    • 镜膜 （产品到货质量不好，我不建议在阿里订购）
    • 电线（连接 LED 灯条）
    • 3D打印框架
    • 肥皂水（这甚至是一种材料吗？）
    • 5V 电源（如果您希望所有 LED 都是白色的，则为 10 A，但在大多数情况下 5A 应该没问题）

    工具：

    • 烙铁
    • 第二胶
    • 热胶（可选）
    • 剥线钳
    • 小钳子（有助于在狭窄的角落进行焊接）
    • 3d 打印机（或愿意帮助您打印框架的人）

    第 2 步：框架

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    这是这个项目最重要的部分。该部件打印在其一个角上，因此层线的差异较小，并且因为“理论上”以该方向打印时不需要支撑。但是，在此打印失败后，我决定无论如何添加支持。支撑实际上是在模型中绘制的，因为切片器无法为这样的模型有效地生成它们（“v3 v11.stl”有支撑，v3 v12.stl“没有支撑）。

    由于方向的原因，需要 180160180 的空间来打印 114114114 的立方体。我花了 10 小时打印，模型需要大约 65 克灯丝。

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    第 3 步：LED 接线

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    重要的是要了解在实际焊接之前需要如何焊接电线，因为没有太多空间可以使用。上图（代表立方体）应该让您了解所有东西是如何焊接的。

    5 根电线穿过孔进入立方体。两对 5V 和 GND，一对给 LED 灯条的开头供电（在底层），一对给末端供电（在顶层）。这不仅仅是在两端为条带供电，这实际上是消除对更复杂焊点的需要所必需的。进入的另一根线是数据线，这是向所有 LED 发送数据以指定它们颜色的线。

    如果沿着绿线，您可以看到 12 个 LED 的条形部分相互连接的顺序（它们在图像上按顺序编号）。在绿线在一条 LED 灯带旁边运行的部分，这意味着它在灯带下方运行（框架有这些电线的空间）。

    在草图中，您可以看到有三个部分，中心正方形、外侧正方形和位于两个正方形之间的中间 4 块。中间的 4 块从外部正方形获得 5V，从中心正方形获得 GND。

    请注意，为外部方块供电的电线进入底层，并穿过框架（在 LED 灯条的一部分后面）到达顶层。

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    第 4 步：焊接第 1 步

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    我将把这一部分分成几个子步骤来更好地解释一切。我在上图中对 LED 灯条的各个部分进行了编号，以更好地解释一切。

    我就是这样做的，如果您有更好的方法，请使用您自己的方法。

    一定要注意LED灯条的方向！放置一件不正确的东西会给你带来很多麻烦。

    第 1 步：由于我们需要 12 个 LED 的部分，因此您应该首先将 LED 灯条切割成 12 块，每块 12 个 LED。接下来，将 3 根电线连接到第 1 部分，确保将它们连接到Din侧。再添加 2 根电线将第 12 部分的 V5 和 GND 连接到Dout侧，这一侧的电线需要至少长 12 厘米，因为它们需要穿过框架，电线不需要焊接到零件上12 还。将连接这些部件的所有 5 根电线穿过孔。然后取下胶带的盖子，将第 1 部分粘贴到框架上，不用担心，胶带粘得不是很好，零件稍后会用胶水粘上。

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    第 5 步：焊接第 2 步

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    一定要注意LED灯条的方向！放置一件不正确的东西会给你带来很多麻烦。

    **第2步：**现在将添加第2-3部分，可以对4,5和6,7重复相同的过程。首先，需要将一根电线焊接到第 3 部分的 Din 上，这根电线需要 15 厘米或更长，并且连接到第 2 部分的 Dout（图中的蓝线）。稍后将修剪此线。焊接电线后，取下这部分的胶带盖并将其放下。

    接下来，将第 1 部分的 Dout op 与第 2 部分的 Din 连接起来，为此，您可能需要将第 1 部分拉出一点。这需要是一根非常短的电线，中间有一块绝缘层。从第 2 部分取下胶带并将其放置在原位，确保蓝线在其后面运行。

    现在修剪连接到第 3 部分的 Din 的电线并将其焊接到第 2 部分的 Dout。要焊接它，很可能您必须再次从框架中移除第 2 部分以获得一些空间。这是一个非常狭窄的角落，位于第 2 部分下方的电线需要进行 180 度的急转弯才能连接到第 2 部分的 Dout（这可以在图 4 中看到）。

    现在连接第 1 部分和第 3 部分的 V5，可能需要一根短线来执行此操作。

    最后，取一小段线将1,2和3部分的GND相互连接起来。如果第 2 部分的 5V 焊盘挡住了路，您只需斜切该部分的一角即可去除焊盘。

    如果您认为自己可能犯了错误，请检查短路。

    现在重复第 4,5 和 6,7 部分:)

    第6步：焊接第3步

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    一定要注意LED灯条的方向！放置一件不正确的东西会给你带来很多麻烦。

    **第 3 步：**现在应该放下第 1 到第 7 部分，确保对所有内容进行三次检查，因为第 2,4 和 6 部分还没有 5V，因此您无法轻松测试它。将穿过孔的 5V 和 GND 线连接到第 12 部分。从第 12 部分取下胶带盖并将其放下。确保电线在第 8 部分（尚未放置）的位置很好地穿过排水沟。您可以将电线从孔中拉得更多，以使其更适合。接下来将第 8 部分的 Din 连接到第 7 部分的 Dout，就像上一步一样。然后将第 7 部分的 GND 与第 8 部分连接起来。

    （在上图中，我还没有添加第 12 部分，我确实添加了它，但没有它的图像。）

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    第 7 步：焊接第 4 步

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    一定要注意LED灯条的方向！放置一件不正确的东西会给你带来很多麻烦。

    **第 4 步：**您几乎完成了，只需要放下第 9,10 和 11 部分。焊接这些应该是直截了当的，只要确保先将一个的 Dout 焊接到下一个的 Din，因为之后很难访问。不要忘记将这一层的 5V 与第 2、4、6 和 8 部分的 5V 连接起来。

    为了测试所有 LED 是否正常工作，我使用了以下代码。它将一一通过所有 LED。如果某些东西不起作用，您可以使用万用表找出问题所在。

    #include <br>#define LED_PIN     7
#define NUM_LEDS    144
CRGB leds[NUM_LEDS];
int counter;
void setup() {
  FastLED.addLeds(leds, NUM_LEDS);
  counter=0;
  
}
void loop() {  
  counter=(counter+1)%144;
  leds[counter] = CRGB(255, 0, 0);
  FastLED.show();
  delay(20);  
  leds[counter] = CRGB(0, 0, 0);
}

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    由于一次只为一个 LED 供电，因此此代码可以通过 Arduino 供电。这意味着运行此代码不需要外部电源，您只需将板条的 5V 和 GND 连接到 Arduino 即可。

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    第 8 步：将 LED 粘贴到框架上

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    如前所述，条带本身的胶带不能很好地粘在 PLA 上。这就是为什么我稍微抬起所有的 LED 灯条，然后在它们下面放一些胶水，然后将它们压下来。

    小心不要溢出这种胶水。除了把你的手粘在一起它还会在框架上留下污渍。

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    第9步：切割亚克力方块（如果你没有切割它们）

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    我没有将亚克力切割成 91 毫米的正方形，而是用尺子和刀在亚克力的我想要打破它的点上划线。用刀在亚克力上画一条线后，我把线放在桌子的边缘，把线上的那块断掉。这不是超级准确，可能会导致边缘有点不均匀，但有几毫米误差的空间，所以没那么重要。

    （我已经将胶片应用于图像中的两个正方形）

    第 10 步：应用镜膜

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    这是一个解释如何做到这一点的人的链接，总结一下：

    1. 清洁亚克力，去除纤维或灰尘
    2. 在亚克力上涂肥皂水
    3. 从薄膜中去除塑料
    4. 将薄膜放在亚克力上
    5. 用塑料卡从中心去除气泡和肥皂
    6. 修剪边缘

    确保在涂膜之前去除所有颗粒，这会对它的外观产生显着影响。

    第 11 步：在框架中放置镜子在这里插入图片描述

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    在将任何镜子放入框架之前，请确保将镜子侧清洁干净，该侧将向内放置，之后无法清洁。

    我将镜子成对放置，只是为了检查它们是否以相同的方式完美地踱步。这实际上很容易实现，因为框架应该负责对齐。我用第二种胶水将镜子固定在框架上（热胶可能会更好，它不会弄脏 PLA）。镜子面朝内，因为那是最脆弱的一面，这样光线在再次反射之前不必穿过丙烯酸层。

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    第 12 步：电子产品

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    我开始清理从立方体中出来的电线，在我看来，这只是让一切看起来更整洁。由于这个项目只是一个带有 LED 灯条的 Arduino，所以一切都非常简单。电源的 5V 应连接到立方体的 5V 和 Arduino 的 5V。电源的 GND 需要连接到立方体的 GND 和 Arduino 的 GND。确保极性正确，如有必要，在打开电源之前用万用表检查，否则你可能会烧坏你的 Arduino。为避免这种情况，您还可以通过电源连接器为 Arduino 供电，但您需要一个额外的连接器来执行此操作。现在唯一要做的就是将立方体的 Din 连接到 Arduino 上的引脚，我最终使用了引脚 5，但这并不重要。简单吧？！

    注意：第三张图只是我在网上找到的一些方案，里面的电阻不需要。你可以决定包含它，

    第13步：代码:)

    

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    到目前为止我使用的代码非常简单，我只是从快速 LED 示例库中获取了一些代码并更改了一些数字以在这个立方体上运行（我使用的原始代码可以在这里找到）。在使用 USB 端口将 Arduino 连接到 PC 之前，请确保拔下电源和 Arduino 之间的 5V 连接。

    我最终编写了具有多个动画的代码，其中一些可以在上面的视频中看到：

    #include <br>#define LED_PIN     5
#define NUM_LEDS    144
CRGB leds[NUM_LEDS]; < / p > <p>void setup() {
  FastLED.addLeds(leds, NUM_LEDS);
  fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB(0, 0, 0));       // fill all black
  FastLED.show();
}
void loop() {
  onesnake(10000);
  fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB(0, 0, 0));
  fadeFromCenter(10000);
  fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB(0, 0, 0));
  //rainbow(5000);
  fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB(0, 0, 0));
  sparkles(10000);
  fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB(0, 0, 0));
  //loopThroughColors(5000);
  fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB(0, 0, 0));
}
void onesnake( int duration) {
  unsigned long startTime;
  startTime = millis();
  int location = 1;
  int nextpath = 1;
  int corners[8][3] = {{ -7, 8, 1}, { -1, 2, 3}, { -3, 4, 5}, { -5, 6, 7}, { -8, -12, 9}, { -2, -9, 10}, { -4, -10, 11}, { -6, -11, 12}};
  int ledsInSnake[48];
  int color = 0;
  for (int i = 0; i < 48; i++) {
    ledsInSnake[i] = 0;
  }
  while (startTime + duration > millis()) {
    if (location > 0) {
      for (int i = 0; i < 12; i++) {
        color = (color + 5) % 2550;
        leds[ledsInSnake[0]] = CHSV(255, 255, 0);
        for (int j = 0; j < 48; j++) {
          if (j != 0) {
            leds[ledsInSnake[j]] = CHSV(color / 10, 255, (j * 255) / 48);
            ledsInSnake[j - 1] = ledsInSnake[j];
          }
        }
        ledsInSnake[47] = (location - 1) * 12 + i;
        leds[ledsInSnake[47]] = CHSV(color / 10, 255, 255);
        FastLED.show();
        delay(20);
      }
    }
    if (location < 0) {
      for (int i = 0; i < 12; i++) {
        color = (color + 5) % 2550;
        leds[ledsInSnake[0]] = CHSV(255, 255, 0);
        for (int j = 0; j < 48; j++) {
          if (j != 0) {
            leds[ledsInSnake[j]] = CHSV(color / 10, 255, (j * 255) / 48);
            ledsInSnake[j - 1] = ledsInSnake[j];
          }
        }
        ledsInSnake[47] = (location + 1) * -12 + 11 - i;
        leds[ledsInSnake[47]] = CHSV(color / 10, 255, 255);
        FastLED.show();
        delay(20);
      }
    }
    nextpath = random(0, 2);
    for (int i = 0; i < 8; i++) { //differen 8
      if (corners[i][0] == -location || corners[i][1] == -location || corners[i][2] == -location) {
        if (corners[i][nextpath] != -location) {
          location = corners[i][nextpath];
        } else {
          location = corners[i][nextpath + 1];
        }
        break;
      }
    } < / p > <p>    FastLED.show();
    delay(20);
  }
}
void fadeFromCenter( int duration) {
  unsigned long startTime;
  startTime = millis();
  int counter = 0;
  while (startTime + duration > millis()) {
    counter = (counter + 1) % 255;
    for (int i = 0; i < 12; i++) {
      for (int j = 0; j < 6; j++) {
        leds[i * 12 + j] = CHSV((counter + j * 15) % 255, 255, 255);
        leds[i * 12 + 11 - j] = CHSV((counter + j * 15) % 255, 255, 255);
      }
    }
    FastLED.show();
    delay(20);
  }
}
void loopThroughColors(int duration) {
  unsigned long startTime;
  startTime = millis();
  int counter = 0;
  while (startTime + duration > millis()) {
    counter = (counter + 1) % 255;
    for ( int i = 0; i < / p > <p>void rainbow(int duration) {
    unsigned long startTime;
    startTime = millis();
      int counter = 0;
      while (startTime + duration > millis()) {
        counter = (counter + 1) % 255;
        for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
          leds[i] = CHSV((i * 5 + counter) % 255, 255, 255);
        }
        FastLED.show();
        delay(20);
      }
    }
    void sparkles(int duration) {
      unsigned long startTime;
      startTime = millis();
      int LENGTH = 40;
      int blink[LENGTH];
      int color = 0;
      for (int i = 0; imillis()) {
        color = (color + 5) % 2550;
        leds[blink[0]] = CHSV(255, 255, 0);
        for (int i = 0; i < LENGTH; i++) {
          if (i != 0) {
            leds[blink[i]] = CHSV(color / 10, 255, (i * 255) / LENGTH);
            blink[i - 1] = blink[i];
          }
        }
        blink[LENGTH - 1] = random(0, NUM_LEDS);
        FastLED.show();
        delay(50);
      }
    }

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    第 14 步：享受您的超棒无限立方体！

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/acktomas/article/details/125558536